jvm学习记录--01 jvm的基本架构

前言

Visual,VMware属于系统系统虚拟机。运行与系统操作系统上的一款软件,提供仿真硬件环境,可以运行一些其他操作系统的软件平台.
Java虚拟机是一个虚拟机,属于程序虚拟机。我们编写的程序运行与Java虚拟机上,再由Java虚拟机与操作系统进行交互从而运行我们编写的程序.
Java虚拟机有多个版本(hotspot,Openjdk,J9等),这里所述基于hotspot,因为这个版本是使用最多,最主流的一个版本。

jvm结构

jvm学习记录--01 jvm的基本架构

如上图所示,Java虚拟机由9个部分组成:

  • 类加载子系统:负责从文件系统或者网络中加载Class信息,加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类信息外,方法区中可能还会存放运行时常量池信息,包括字符串字面量和数字量(这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射)
  • Java堆在虚拟机启动的时候建立,它是Java程序最主要的内存工作区域。几乎所有的Java对象实例都放于Java堆中。堆空间是所有线程共享的,这是一块与Java应用密切相关的内存区间
  • 直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。通常,访问直接内存的速度会优于Java堆。因此出于性能考虑,读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。由于直接内存在Java堆外,因此它的大小不会受限于Xmx指定的最大堆大小,但是系统内存是有限的,Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。Java的NIO库允许Java程序使用直接内存。
  • 垃圾回收系统是对Java堆,方法区,直接内存进行回收,释放内存的一个系统,它是自动执行的,主要的清理对象就是Java堆
  • 每一个Java虚拟机线程都有一个私有的Java栈。一个线程的Java栈在线程创建的时候被创建。Java保存着帧信息,Java栈中保存着局部变量、方法参数,同时和Java方法的调用、返回密切相关。
  • 本地方法栈和Java栈非常类似,最大的不同在于Java栈用于Java方法的调用,而本地方法栈用于本地方法调用。
  • PC寄存器也是每个线程私有的空间,Java虚拟机会为每一个Java线程创建PC寄存器。在任意时刻,一个Java线程总是在执行一个方法,这个正在被执行的方法称为当前方法。如果当前方法不是本地方法,PC寄存器就会指向当前正在被执行的指令。如果当前方法是本地方法,那么PC寄存的值就是undefined.
  • 执行引擎是Java虚拟机最核心组件之一,它负责执行虚拟机的字节码。现代虚拟机为了提高执行效率。会使用即时编译技术方法编译成机器码后再执行。
  • 类型信息和类的静态变量都存储在方法区中,常量池本身是方法区中的一个数据结构。常量池中存储了如字符串、final变量值、类名和方法名常量